本实用新型涉及一种环类薄壁件装夹装置，其包括卡盘和安装于卡盘上的多个卡爪，其中，在所述每个卡爪的卡持端连接有弧形弹性卡头，每个弧形弹性卡头的内侧具有弧形的卡持面，该些弧形弹性卡头的卡持面位于一个圆周面上，且该些弧形弹性卡头的中心角之和大于或等于270度并小于360度。采用本实用新型的环类薄壁件装夹装置，能够减小工件的装夹变形量，保证环类薄壁件的加工精度要求。